стенд для испытания воздухоочистителя двигателя внутреннего сгорания

Формула изобретения

1. Стенд для испытания воздухоочистителя двигателя внутреннего сгорания, включающий испытательную камеру для установки в нее воздухоочистителя, вытяжную трубу, сообщенную с этой камерой, устройство для автоматического поддержания заданной температуры масла в поддоне воздухоочистителя, пылевую камеру для установки на воздухозаборнике воздухоочистителя и сообщенную с испытательной камерой, термометр, размещенный в верхней крышке камеры, средство подогрева воздуха, укрепленное на боковых стенках камеры, устройства для измерения фракционного состава пылевоздушной смеси и определения степени концентрации пыли, сообщенные посредством соответствующих трубопроводов, на которых размещены трехходовые краны, с пылевой камерой и отводящим трубопроводом для сообщения последнего с воздухоочистителем, причем на данном трубопроводе размещен вакуум-насос, а до него последовательно установлены термометр, абсолютный фильтр, до и после которого размещены манометры, расходомер и запорный кран, а также анемометр, после которого данный трубопровод, а также входная часть этого отводного трубопровода соответствующими трубопроводами также сообщены с устройством для определения степени концентрации пыли, систему подачи пыли, выход которой сообщен с пылевой камерой, устройство для создания заданной влажности воздуха в испытательной камере, отличающийся тем, что пылевая камера имеет элементы для создания заданного направления пылевоздушного потока, выполненные в виде направляющих пластин, которые размещены на стенках и/или по объему этой камеры, причем пластины выполнены съемными с возможностью изменения пространственного положения каждой пластины.

2. Стенд по п.1, отличающийся тем, что он снабжен блоком управления положением пластин, посредством соответствующего привода и передачи сообщенного с направляющими пластинами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательным стендам для воздухоочистителей.

Известен стенд для испытания воздухоочистителя двигателя внутреннего сгорания /ДВС/, включающий средства имитации подвода и отвода воздуха (Машины сельскохозяйственные, надежность, ускоренные испытания, ОСТ 70/23.2.14-73, Москва, ВО Союзсельхозтехника, 1974, с. 2-6).

Однако в данном случае имеет место недостаточная имитация внешних воздействий на воздухоочиститель.

Также известен стенд для испытаний воздухоочистителя ДВС, включающий средства нагружения на ДВС и средства имитации подвода и отвода воздуха (Балабин И.В. и др. Испытания автомобилей, Москва, Машиностроение, 1988). Но данный стенд также недостаточно имитирует внешние условия.

Наиболее близким к заявленному является стенд для испытания воздухоочистителя двигателя внутреннего сгорания, включающий испытательную камеру для установки в нее воздухоочистителя, вытяжную трубу, сообщенную с этой камерой, устройство для автоматического поддержания заданной температуры масла в поддоне воздухоочистителя, пылевую камеру для установки на воздухозаборнике воздухоочистителя и сообщенную с испытательной камерой, термометр, размещенный в верхней крышки камеры, средство подогрева воздуха, укрепленное на боковых стенках камеры, устройства для измерения фракционного состава пылевоздушной смеси и определения степени концентрации пыли, сообщенные посредством соответствующих трубопроводов, на которых размещены трехходовые краны с пылевой камерой и отводящим трубопроводом для сообщения последнего с воздухоочистителем, причем на данном трубопроводе размещен вакуум-насос, а до него последовательно установлены термометр, абсолютный фильтр, до и после которого размещены манометры, расходомер и запорный кран, а также анемометр, после которого данный трубопровод, а также входная часть этого отводного трубопровода соответствующими трубопроводами также сообщены с устройством для определения степени концентрации пыли, систему подачи пыли, выход которой сообщен с пылевой камерой, устройство для создания заданной влажности воздуха в испытательной камере (авторское свидетельство СССР N 1456816, кл. C 01 M 15/00, опубл. 07.02.89).

В данном случае стенд позволяет регистрировать все необходимые параметры при работе воздухоочистителя, однако в нем невозможна имитация реальных ветропогодных условий.

Техническим результатом в данном случае является более полная имитация реальных погодных условий при эксплуатации воздухоочистителя.

Заданная техническая задача решается за счет того, что в известной конструкции пылевая камера имеет элементы для создания заданного направления пылевоздушного потока, выполненные в виде направляющих пластин, которые размещены на стенках и/или по объему этой камеры, причем пластины выполнены съемными с возможностью изменения пространственного положения каждой пластины.

При этом стенд может быть снабжен блоком управления положением пластин, посредством соответствующего привода и передачи сообщенного с направляющими пластинами.

Поиск, проведенный по источникам технической информации, показал, что заявленная совокупность неизвестна, т.е. она соответствует условию изобретения "новизна". Поскольку стенд выполнен из известных узлов, то заявленное соответствует условию "промышленная применимость". А так как реализация указанного технического результата неочевидна для среднего уровня специалистов в данной области, то заявленное соответствует условию "изобретательский уровень".

На чертеже представлена схема стенда для испытания воздухоочистителя двигателя внутреннего сгорания /ДВС/.

Стенд для испытания воздухоочистителя ДВС содержит испытательную камеру 1 в виде пространственного корпуса, в которую вмонтирована вытяжная труба 2 для сообщения ее с атмосферой и установлен воздухоочиститель 3 с устройством 4 для автоматического поддержания заданной температуры масла в поддоне воздухоочистителя, выполненного в виде типового нагревательного элемента. В верхней части воздухоочистителя закреплена пылевая камера 5 для распределения пылевоздушной смеси, которая сообщена с испытательной камерой. В нижней части в масляном поддоне воздухоочистителя закреплен термометр 6, предназначенный для поддержания заданного температурного режима в масляном поддоне, в верхней части камеры 1 смонтирован термометр 7, позволяющий выдерживать заданный температурный режим, соответствующий различным условиям эксплуатации. В двух боковых стенках камеры закреплено средство 8 подогрева воздуха в виде типовых электронагревателей с крыльчаткой подачи воздуха в камеру 1. Для определения относительной величины концентрации пылевых частиц в воздухе до и после воздухоочистителя 3 установлено устройство 9 для определения степени концентрации пыли, а для измерения степени фракционного состава пылевоздушной смеси предусмотрено соответствующее устройство 10. Для отбора пробы воздуха до воздухоочистителя служит трубопровод 11, в котором установлен трехходовой кран 12, предназначенный для обеспечения возможности изменения направления движения воздуха, минуя устройство для определения фракционного состава пылевоздушной смеси 10, в устройство 9 для определения степени концентрации пыли. На входе воздуха после воздухоочистителя 3 установлен трубопровод 13 частичного отбора воздуха и аналогичный трехходовой кран 12, предназначенный для отбора проб воздуха после воздухоочистителя 3 и подачи его в устройство 9 для определения степени концентрации пыли и устройства 10 для определения фракционного состава пылевоздушной смеси. Для создания вакуума в системе стенда предусмотрен насос 14, а для создания разного расхода воздуха служит электродвигатель 15 с изменяемой частотой вращения вала. Для замера температуры воздуха в отводящем трубопроводе 16 установлен термометр 17, для замера перепада давления до и после корпуса абсолютного фильтра 18 служат манометры 19. В трубопроводе основного воздуха 16 установлен также расходомер 20 воздуха и запорный кран 21. Устройство 9 соединено с вакуум-насосом 14 посредством трубопровода 22 с запорным краном 23. Система подачи пыли включает пыледозатор 24, к которому прикреплена емкость 25 для пыли, содержит скребок 26 с приводом 27, держатель 28, трубку 29 для направления дозированной пыли к двуплечему конфузорно-диффузорному распылителю 30, позволяющему создавать направленный поток пылевоздушной смеси с различной степенью концентрации его компонентов, одно плечо которого связано с источником 31 сжатого воздуха, имеющим контрольный манометр 32,а другое плечо распылителя соединено с камерой 1. Емкость 25 для пыли связана с наклонной рейкой 33, которая нижним концом соединена с гайкой 34, причем последняя имеет возможность перемещения по ходовому винту 35, который через редуктор 36 связан с электродвигателем 37. Устройство для создания заданной влажности воздуха сообщено с испытательной камерой и выполнено в виде автономного узла, прикрепленного к воздушной камере 1, и представляет собой бачок 38 с водой, имеющий трубопровод 39 с запорным краном 40 и капиллярной системой 41 на свободном конце трубопровода, откуда вода может подаваться в камеру 1. Вибратор 42, пульсатор 43 и анемометр 44 смонтированы на отводящем трубопроводе 16 и позволяют имитировать на стенде различные условия работы воздухоочистителя, причем вибратор 42 размещен в камере 1, пульсатор 43 установлен перед абсолютным фильтром 18, а анемометр 44 расположен за расходомером 20 воздуха. Пульсатор 43 создает разряжение и имитирует условия работы двигателя, а анемометр 44 позволяет определять скорость воздушного потока в трубопроводе 16 при проведении испытаний воздухоочистителя. Пылевая камера 5 имеет элементы для создания заданного направления пылевоздушного потока, выполненные в виде направляющих пластин 45, которые размещены на стенках и/или по объему этой камеры, причем пластины 45 выполнены съемными с возможностью изменения пространственного положения каждой пластины. Стенд может иметь блок управления /не показан/ положением пластин 45, посредством соответствующего привода /не показан/ и передачи /не показана/ сообщенного с направляющими пластинами 45.

Стенд работает следующим образом.

Воздух вакуум-насосом 14 откачивается через испытываемый воздухоочиститель 3 и по отводящему трубопроводу 16 направляется через абсолютный фильтр 18 в расходомер 20 воздуха и выбрасывается в атмосферу. Далее подключается устройство 4 для подогрева масла в поддоне воздухоочистителя 3 и средство 8 для подогрева воздуха в камере 1. Термометры 6 и 7 позволяют проводить испытания при заданных температурных режимах, соответствующих заданным климатическим по поясам. При испытании воздухоочистителей 3 с сухими фильтрующими элементами, инерционно-центробежное устройство 4 и термометр 6 не используются. После установления заданных температурных параметров масла и воздушной среды в камере 1 пыледозатор 24 заправляется заданной порцией пыли и включается. Ходовой винт 35 получает вращение через редуктор 36 от электродвигателя 37, при этом гайка 34, перемещаясь по ходовому винту 35, воздействует на наклонную рейку 33 и далее емкость 25 для пыли осуществляет подачу пыли в трубку 29. Скорость перемещения емкости для пыли 25, а следовательно, изменение количества подаваемой пыли в единицу времени регулируется углом наклона рейки 33, что соответствует реальным условиям эксплуатации двигателя. Изменение направления потока воздуха производится запорными кранами 21 и 23. Объем воздуха, проходящего через воздухоочиститель 3, регулируется запорным краном 21 и измеряется расходомером 20 воздуха. Объем воздуха, проходящего через устройство для определения степени концентрации пыли, изменяется запорным краном 23. Сопротивление испытываемого воздухоочистителя 3, абсолютного фильтра 18 и расходомера 20 воздуха измеряется с помощью водяных манометров 19. Температура в трубопроводе 16 измеряется с помощью термометра 17. Расход воздуха, проходящего через воздухоочиститель 3, поддерживается заданным /по заранее заданному графику/ во время отбора пробы воздуха в процессе проведения испытаний, причем устройство 9 позволяет определить относительные величины концентрации пыли в воздухе до и после воздухоочистителя 3, поскольку имеет соответствующее подключение к трубопроводам 11 и 13, сообщенным соответственно с камерой 5 и входом трубопровода 16. Устройство 10 позволяет автоматически определить счетную концентрацию твердых частиц в анализируемом объеме воздуха в заданных фракциях, например, 0,5-1, 1-2, 2-5, 5-10, 10-25, и больше 25 мкм одновременно.

В процессе проведения испытаний наличие в пылевой камере 5 элементов для создания заданного направления пылевоздушного потока, выполненных в виде направляющих пластин 45, размещенных на стенках и/или по объему этой камеры 5, позволяет моделировать различные реальные условия, имеющие место при работе двигателя. Поскольку данные пластины 45 выполнены съемными и с возможностью изменения пространственного положения каждой пластины 45, что дает возможность заранее устанавливать направление воздушно-пылевого потока, то имитация режимов работы воздухоочистителя будет наиболее полной. Следует отметить, что пластины 45 могут быть установлены не только на внутренних стенках камеры 5, но по ее объему или только по ее объему. Это позволяет практически полностью имитировать реальные условия эксплуатации. Наряду с этим стенд может быть снабжен блоком управления положением пластин, выполненным в виде пульта управления, который связан с соответствующим приводом, выполненным, например, в виде электромотора с редуктором, выход которого посредством соответствующей передачи, например, тросовой, сообщен с направляющими пластинами 45, что позволяет с данного пульта управление изменять положение пластин 45 и тем самым достаточно гибко осуществлять приближение эксплуатационных параметров стенда к заранее заданным изменяемым параметрам.

Применение указанного стенда позволяет высокоэффективно реализовать процесс испытаний воздухоочистителя ДВС при условиях, максимально приближенных к реальным.